Технічна інженерія

Порівняльна оцінка застосування RTK та non-RTK технологій безпілотних літальних апаратів у маркшейдерській практиці, з контролем точності на основі геодезичної мережі опорних точок

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Порівняльна оцінка застосування RTK та non-RTK технологій безпілотних літальних апаратів у маркшейдерській практиці, з контролем точності на основі геодезичної мережі опорних точок Янович, О.А.; Котенко, В.В.; Yanovych, O.A.; Kotenko, V.V. У роботі представлено результати комплексного порівняльного аналізу застосування RTK та non-RTK безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для маркшейдерського моніторингу відкритих гірничих робіт. Дослідження базується на повнофакторному експерименті з трьома сценаріями: RTK із використанням наземних опорних точок, non-RTK із аналогічною мережею та RTK без наземного геодезичного забезпечення. Мережу з 12 контрольних точок закладено методом статичних GNSS-спостережень із точністю ±5 мм, що забезпечило незалежну перевірку результатів. Обробка даних, виконана у спеціалізованому програмному забезпеченні із стандартизованими параметрами, дозволила виключити вплив варіацій алгоритмів на точність. Отримані результати показали, що RTK-технологія забезпечує стабільну точність позиціонування з RMS-похибками 4–5 см, що у 5–6 разів краще порівняно з non-RTK-системами. Найбільш суттєве поліпшення спостерігається для висотної компоненти (до 13,7 раза). Важливим науковим результатом є доведена можливість відмови від наземних опорних точок: різниця між RTK-зйомками з GCP та без них становить менше 1 см, що не перевищує допустимих меж для маркшейдерських робіт. Аналіз параметрів калібрування камери підтвердив вищу стабільність RTK-систем (у 12,5 раза менші стандартні відхилення фокусної відстані), а багатофакторний ANOVA (p < 0,001) статистично підтвердив значущий вплив технології позиціонування на точність усіх координатних компонент. Практична цінність полягає у можливості скорочення витрат на польові роботи до 84 % при одночасному підвищенні точності у 3–6 разів. Представлена методика дозволяє оптимізувати вибір технологій позиціонування залежно від класу завдання та підтверджує перспективність RTK-БПЛА для повної або часткової відмови від традиційних наземних опорних мереж.

Комплексна оптимізація технологічних систем щебеневих кар’єрів з врахуванням сучасного геодезичного забезпечення, проєктних рішень і транспортно-навантажувальних комплексів

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Комплексна оптимізація технологічних систем щебеневих кар’єрів з врахуванням сучасного геодезичного забезпечення, проєктних рішень і транспортно-навантажувальних комплексів Шлапак, В.О.; Панасюк, А.В.; Іськов, С.С.; Криворучко, А.О.; Shlapak, V.O.; Panasiuk, A.V.; Iskov, S.S.; Kryvoruchko, A.O. У статті досліджується комплексний підхід до оптимізації технологічних процесів видобування щебеневої сировини через інтеграцію геодезичного моніторингу, транспортної логістики та навантажувальних операцій у єдину цифрову екосистему. Метою дослідження є науково-технічне обґрунтування методів підвищення ефективності щебеневих кар’єрів за рахунок впровадження інтегрованих систем управління на основі сучасних геодезичних технологій. Методологія дослідження базується на системному аналізі технологічних процесів, математичному моделюванні транспортних потоків, оптимізації розміщення обладнання та інтеграції даних з різних джерел геопросторової інформації. Використано супутникове позиціонування GNSS RTK, наземне лазерне сканування та аерофотограмметрію з безпілотних апаратів для створення актуальної цифрової моделі кар’єру. Результати дослідження демонструють, що інтеграція геодезичних технологій підвищує продуктивність моніторингу у п’ятнадцять разів при зниженні вартості на сорок відсотків. Оптимізація транспортних комунікацій скорочує середню відстань перевезення на 12–18 % та підвищує коефіцієнт використання автосамоскидів до 0,82–0,87. Раціональне розміщення екскаваторів з мінімізацією кута повороту платформи до 60–75° забезпечує зростання продуктивності обладнання на 12–15 %. Сумарний економічний ефект від впровадження комплексної системи становить зниження собівартості видобутку на 15–18 % та підвищення загальної продуктивності кар’єру на 20–25 %, що підтверджує практичну значущість розробленого підходу для модернізації щебеневої промисловості.

Optimization of motor transport and loading equipment at crushed stone quarries

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Optimization of motor transport and loading equipment at crushed stone quarries Shlapak, V.O.; Kryvoruchko, A.O.; Panasiuk, A.V.; Bondarchuk, V.М.; Шлапак, В.О.; Криворучко, А.О.; Панасюк, А.В.; Бондарчук, В.М. У статті розглянуто проблему підвищення продуктивності кар’єрів з видобування щебеню через оптимізацію автомобільного транспорту та навантажувального обладнання. Проаналізовано обмеження існуючого парку автосамоскидів та навантажувальних машин, а також геометричні параметри транспортних траншей, які не дозволяють використовувати традиційні великовантажні двоосьові самоскиди. Обґрунтовано доцільність застосування сучасних трьохосьових самоскидів з оптимізованими габаритними розмірами в комплексі з відповідним навантажувальним обладнанням, які забезпечують збільшення об’єму кузова при меншій ширині транспортного засобу та раціональне співвідношення параметрів екскаваторів і самоскидів. Доведено, що впровадження узгодженого транспортно-навантажувального комплексу дозволяє організувати ефективний двосторонній рух у траншеях обмеженої ширини та підвищити загальну продуктивність видобувних робіт на 25–30 %. Результати дослідження можуть бути використані при модернізації транспортних систем діючих кар’єрів та проєктуванні нових видобувних підприємств.

Технологічна оптимізація навантажувального обладнання та транспортних систем як фактор підвищення продуктивності й раціоналізації проєктних рішень при видобуванні блочного каменю

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Технологічна оптимізація навантажувального обладнання та транспортних систем як фактор підвищення продуктивності й раціоналізації проєктних рішень при видобуванні блочного каменю Шлапак, В.О.; Криворучко, А.О.; Левицький, В.Г.; Іськов, С.С.; Шишко, С.М.; Shlapak, V.O.; Kryvoruchko, A.O.; Levytskyi, V.G.; Iskov, S.S.; Shyshko, S.M. У статті розглянуто актуальну проблему підвищення ефективності технологічних процесів та оптимізації проєктних рішень при розробці родовищ блочного каменю. Одним із ключових напрямів підвищення продуктивності та зниження витрат у кар’єрному виробництві визначено удосконалення навантажувально-транспортних схем за рахунок впровадження сучасних фронтальних навантажувачів. Проведено порівняльний аналіз традиційної системи «екскаватор – автосамоскид», комбінованої схеми «навантажувач – автосамоскид» та автономної схеми «навантажувач» під час виконання розкривних робіт. Встановлено, що використання навантажувачів як універсальної техніки для одночасного виймання, навантажування та транспортування порід дозволяє скоротити кількість операцій, зменшити витрати пального, підвищити маневреність та гнучкість технологічних процесів. Особливу увагу приділено застосуванню навантажувачів на дільницях видобування та переміщення блоків природного каменю, де вони забезпечують високу точність позиціонування, збереження геометрії блоків і зменшення втрат товарного матеріалу. Підкреслено, що інтеграція таких машин у технологічні схеми видобування сприяє не лише підвищенню продуктивності праці, але й покращенню умов безпеки та екологічної стабільності виробництва. Отримані результати можуть бути використані на етапах проєктування та техніко-економічного обґрунтування блочних кар’єрів для вибору оптимальних схем розробки, раціонального підбору обладнання та забезпечення балансу між технічною ефективністю, економічною доцільністю і природоохоронними вимогами. Впровадження сучасних фронтальних навантажувачів провідних світових виробників (Caterpillar, Volvo, Komatsu, Liebherr тощо) створює передумови для технологічної модернізації гірничодобувних підприємств, підвищення їх конкурентоспроможності та переходу до більш енергоефективних і екологічно орієнтованих систем виробництва.